Diluizioni di soluzioni stock (o standard)
Immaginate di avere una soluzione di acqua salata con una certa concentrazione. Ciò significa che abbiamo una certa quantità di sale (una certa massa o un certo numero di moli) dissolta in un certo volume di soluzione. Poi, diluiremo questa soluzione. Questo viene fatto aggiungendo più acqua, non più sale:
\(\rightarrow\) 
Prima della diluizione e dopo la diluizione
La molarità della soluzione 1 è
e la molarità della soluzione 2 è
riorganizza le equazioni per trovare le moli:
e
cosa è rimasto uguale e cosa è cambiato tra le due soluzioni? Aggiungendo più acqua, abbiamo cambiato il volume della soluzione. Facendo così abbiamo cambiato anche la sua concentrazione. Tuttavia, il numero di moli di soluto non è cambiato. Quindi,
Quindi
Quindi
dove
- (M_1\) e \(M_2\) sono le concentrazioni delle soluzioni originali e diluite
- \(V_1\) e \(V_2\) sono i volumi delle due soluzioni
La preparazione di diluizioni è un’attività comune nel laboratorio di chimica e altrove. Una volta che hai capito la relazione di cui sopra, i calcoli sono semplici.
Supponiamo che tu abbia \(100. \testo{mL}) di una \(2.0 \testo{M}) soluzione di \(\ce{HCl}). Si diluisce la soluzione aggiungendo abbastanza acqua per rendere il volume della soluzione \500. La nuova molarità può essere facilmente calcolata usando l’equazione di cui sopra e risolvendo per \(M_2\).
La soluzione è stata diluita di un quinto poiché il nuovo volume è cinque volte più grande del volume originale. Di conseguenza, la molarità è un quinto del suo valore originale.
Un altro problema comune di diluizione consiste nel calcolare quale quantità di una soluzione altamente concentrata è necessaria per fare una quantità desiderata di soluzione di concentrazione minore. La soluzione altamente concentrata è tipicamente chiamata soluzione stock.
Esempio \(\PageIndex{1}): Diluire l’acido nitrico
L’acido nitrico (a sinistra( \ce{HNO_3} a destra)\) è un acido potente e corrosivo. Quando viene ordinato da una società di forniture chimiche, la sua molarità è \(16 \testo{M}). Quanto della soluzione stock di acido nitrico deve essere usato per fare \(8.00 \: \text{L}) di una soluzione \(0.50 \: \text{M})?
Soluzione
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Passi per la soluzione dei problemi |
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|---|---|---|
| Identificare le informazioni “date” e ciò che il problema ti chiede di “trovare”.” |
Dati: M1, Stock \(\ce{HNO_3} = 16 \: \text{M}) (V_2 = 8.00 \: \text{L}) (M_2 = 0.50 \: \text{M}) Trova: Volume stock \(\ce{HNO_3} \sinistra( V_1 \destra) = ? \: \testo{L}) | |
| Elenca altre quantità note. |
nessuna |
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Pianifica il problema. |
Prima di tutto, riorganizzare algebricamente l’equazione per risolvere \(V_1\). \ | |
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Calcolare e annullare le unità. |
Sostituisci ora le quantità note nell’equazione e risolvi. \ |
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| Pensa al tuo risultato. | (250 \testo{mL}) dello stock \ce{HNO_3}} deve essere diluito con acqua per un volume finale di \(8.00 \testo{L}). La diluizione è di un fattore 32 per passare da \(16 \: \text{M}}) a \(0.5 \: \text{M}). |
Esercizio \(\PageIndex{1})
Una soluzione 0.885 M di KBr con un volume iniziale di 76,5 mL viene aggiunta altra acqua fino a raggiungere una concentrazione di 0,500 M. Qual è il nuovo volume?500 M. Qual è il nuovo volume della soluzione?
Risposta
135.4 mL
Nota che il volume calcolato avrà le stesse dimensioni del volume di ingresso, e l’analisi dimensionale ci dice che in questo caso non abbiamo bisogno di convertire in litri, poiché L si annulla quando dividiamo M (mol/L) per M (mol/L).